FEBBRAIO 2013
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
di Lucrezia Campbell
&
F N
COVER STORY
I processi di produzione sono spesso compo-
sti da più fasi, eseguite da moduli macchina
indipendenti e interconnessi. La funzione di
sicurezza locale è normalmente gestita all’in-
terno del modulo stesso ma ciò non è suf-
ficiente: ogni modulo macchina deve infatti
poter scambiare informazioni di sicurezza
anche con tutti gli altri moduli dell’impianto. Questo permette,
ad esempio, di implementare funzioni di arresto di emergenza per
l’intera linea di produzione o di informare i moduli a monte e a
valle circa l’attivazione delle funzioni di arresto in un certo punto
dell’impianto.
In molti impianti di produzione, l’accoppiamento dei singoli di-
spositivi di sicurezza integrati nelle macchine si basa ancora su
connessioni di I/O: i sensori di sicurezza come barriere luminose, i
contatti sulle porte di protezione o i dispositivi di comando a due
mani sono tenuti sotto controllo da dispositivi intermedi che a loro
volta operano sulle uscite di sicurezza attraverso una logica a relè
relativamente poco flessibile.
Nelle architetture di sicurezza più avanzate è tuttavia possibile
riconoscere una crescente tendenza verso l’uso di reti di comuni-
cazione per trasmettere le informazioni di sicurezza, a discapito
delle semplici connessioni di I/O. I sensori di sicurezza intelligenti,
come gli scanner laser o i sistemi di monitoraggio basati su te-
lecamere, nonché gli azionamenti con funzioni di monitoraggio
e di arresto, possono essere collegati alla logica di sicurezza
tramite un bus di sicurezza, o safety bus. L’utilizzo di un safety
bus dedicato si traduce in importanti benefici per l’architettura
di sicurezza, analoghi a quelli ottenuti a seguito dell’introduzione
dei sistemi fieldbus standard. Ad esempio, riduzione dei tempi di
reazione con una conseguente maggiore sicurezza delle macchine,
incremento delle funzionalità di diagnostica (specifiche al canale),
flessibilità dell’espansione e una chiara architettura della mac-
china o dell’impianto.
Incapsulando tutti i meccanismi per il rilevamento degli errori di
trasmissione in un ‘contenitore di sicurezza’, diventa però possi-
bile l’utilizzo di un protocollo di sicurezza indipendente dal sistema
di comunicazione standard impiegato. Le eventuali funzionalità
di controllo di integrità dei dati, utilizzate nello specifico bus di
comunicazione, non vengono tenute in considerazione per la tra-
smissione sicura, secondo un principio noto come black channel.
Il vantaggio è che i dati relativi alla sicurezza e i dati di processo
standard possono essere trasmessi mediante lo stesso sistema
di comunicazione senza alcun problema di reciproca interferenza.
Lo standard IEC 61784-3 definisce i requisiti della comunicazione
di sicurezza basata sul principio del black channel e ne descrive
i vari protocolli.
Il Safety over Ethercat è uno dei protocolli di sicurezza standardiz-
zati nell’IEC 61784-3 ed è quello utilizzato dalla gamma di prodotti
TwinSAFE di Beckhoff per la trasmissione sicura dei dati. L’utente
ottiene immediatamente numerosi benefici addizionali, come un
unico e omogeneo sistema di comunicazione per i dati standard e
i dati relativi alla sicurezza; la possibilità di instradare i messaggi
di sicurezza attraverso gateway standard, bus di backplane, altri
sistemi fieldbus o anche sistemi wireless; una logica di sicurezza
decentralizzata, che permette di dedicare il PLC standard esclu-
sivamente al controllo delle macchine; il monitoraggio dei dati di
processo sicuri nel controllore standard; una maggiore varietà di
dispositivi, grazie all’uso di un protocollo molto diffuso e standar-
dizzato.
Produzione di pannelli per armadi
Un impianto per la produzione di pannelli di truciolare per armadi
può essere preso come esempio di una tipica struttura modulare.
Generalmente, un impianto di questo tipo è costituito da un mo-
dulo per alimentare la linea con nuovi pannelli, una sega a nastro
e una sega mobile per il taglio a lunghezza, varie macchine di
foratura e fresatura e una macchina di lavorazione dei bordi. Tutti
questi moduli sono connessi meccanicamente da convogliatori a
rulli che portano i pannelli verso un’unità finale di impilaggio o
imballaggio.
L’interazione dei moduli macchina, sotto la guida di un controllore
master che specifica quale parte dell’armadio deve essere pro-
dotta, è realizzata tramite una rete estesa all’intero impianto. Se
i moduli macchina utilizzano lo stesso sistema di comunicazione,
PER RISPONDERE A ESIGENZE DI SICUREZZA LA
GAMMA DI PRODOTTI TWINSAFE DI BECKHOFF OFFRE
SOLUZIONI INTELLIGENTI BASATE SUL PROTOCOLLO
SAFETY OVER ETHERCAT
UNA
PIATTAFORMA
DI SAFETY UNICA
PER L’INTERO
IMPIANTO
